关键词:超临界流体,复杂网络,相变与临界,自相似性


论文题目:Supercritical fluids behave as complex networks
论文来源:Nature Communications
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-37645-z

超临界流体在生态、地质和天体过程中发挥着关键作用,对许多科学和技术应用具有重要意义。由于微观结构行为,它们在热力学反应函数中表现出强烈的变化。然而,如分子簇所描述的,热力学条件与微观结构行为之间的直接联系仍然是一个悬而未决的问题。

使用基于第一性原理的标准和自相似性分析,这篇最新发表于 Nature Communications 的文章确定了能量局部化的分子簇,其尺寸分布和连通性在扩展的超临界相空间中表现出自相似性。作者表明,这些团簇的结构反应遵循复杂的网络行为,其动力学产生于各向同性的分子相互作用的能量学。此外,研究还表明,带有隐变量的网络模型可以准确地描述超临界流体的结构和动力学响应。

这些结果突出了对本构模型的需求,并为流体微观结构与热力学反应函数的关联提供了基础。所提出的网络模型,可以提供超临界相中的簇大小分布或连通性,从而为开发超临界流体的本构模型奠定了基础。

图1. 水的相图。

图2. 网络模型的拓扑结构。

图3. 簇之间的分子转移。





编译|刘志航


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